VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY PROJEKT LEHKÉ OBROBNY V TOS KUŘIM OS, A.S. FRÉZAŘSKÉ PRACOVIŠTĚ

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STOJNÍHO INŽENÝRSTVÍ ÚSTAV VÝROBNÍCH STROJŮ, SYSTÉMŮ A ROBOTIKY FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF PRODUCTION MACHINES, SYSTEMS AND ROBOTICS PROJEKT LEHKÉ OBROBNY V TOS KUŘIM OS, A.S. FRÉZAŘSKÉ PRACOVIŠTĚ PROJEKT OF THE LIGHT MACHINERY PRODUCTION IN TOS KUŘIM OS, A.S. WORKSHOP FOR THE TURNINH MACHINES DIPLOMA THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Pavel ZLÁMAL doc. Ing. PAVEL BĚLOHOUBEK, CSc. BRNO 2008

2

3

4 Anotace Tato diplomová práce se zabývá návrhem projektu uspořádání pracoviště lehké obrobny TOS Kuřim OS, a.s. pro výrobu rovinných dílů do hmotnosti 250 kg frézováním. Při řešení se zaměřím zejména na metodiku návrhu projektu pracoviště. Nejprve je v diplomové práci uvedeno obecné seznámení s problematikou projektu pracoviště, na kterou navazuje přehled používaných metod projektování pracovišť a ergonomika uspořádání strojů. Dále je proveden popis současného stavu výroby rovinných dílů a návrh uspořádání frézařských pracovišť. Pro vybranou variantu je vytvořeno obecné nákladové hodnocení pracoviště, dokumentace a hodnocení přínosu. Klíčová slova: frézky, pracoviště, uspořádání strojů, lehká obrobna, vytíženost stroje, hodnocení návrhu, kusová výroba Annotation The main theme of my thesis is a design of project the organization a light machinery production in TOS Kuřim OS, a.s. for production prismatic parts to the materialiaty 250 kg of milling. The thesis concentrates mainly on a formal process of the design eworkplaces. First part of the thesis comprises of general introduction of design project of workshop and using methods projecting of wokshops, ergonomics parameters and organization of machines. In the follow-on charter is effected description status quo prodiction of prismatic parts and proposal make-up freesia workplaces. To choice variant is created common load evaluation workplace, documentation and evaluation contribution. Keywords: milling machine, workplace, organization machines, light machining shop, utilization machinery, evaluation proposal, single-part production

5 Bibliografická citace mé práce: ZLÁMAL, P. Projekt lehké obrobny v TOS Kuřim - OS, a.s. - frézařské pracoviště. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Pavel Bělohoubek, CSc.

6 Čestné prohlášení Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, pod vedením vedoucího práce pana doc. Ing. Pavla Bělohoubka, CSc. a s použitím uvedené literatury. V Brně dne 25. Května 2008 Pavel ZLÁMAL

7 Poděkování Za cenné rady a připomínky při zpracování diplomové práce tímto děkuji vedoucímu diplomové práce doc. Ing. Pavlu Bělohoubkovi, CSc. a odborníkům firmy TOS Kuřim OS, a.s. Největší poděkování patří mým rodičům, bez nich by se mé studium neuskutečnilo.

8

9 Str. 11 Obsah 1. Úvod Představení firmy Definování pojmů Výroba a výrobní proces Členění výroby a výrobního procesu Frézování Technologie frézování Řezné podmínky Frézky Obráběcí centrum Způsoby rozmisťování strojů a pracovišť Volné uspořádání Technologické uspořádání Popis současného stavu výroby Popis výrobní haly Typ výroby Výroba na lehké obrobně Stávající řešení lehké obrobny Analýza strojového parku frézařské pracoviště Konzolové frézky Konzolové frézky vodorovné Konzolové frézky univerzální Konzolové frézky svislé Rovinné frézky Speciální frézky Frézky na drážky Nástrojářské frézky Náklady na hodinu stroje Návrhy variant řešení Nové prostory pro lehkou mechaniku Ponechání všech stávajících strojů Varianta č Odvozené varianty... 43

10 Str Optimalizace počtu strojů Vytíženost strojů Varianta č.2 optimalizace počtu strojů Odvozená varianta 2.1 optimalizace počtu strojů - dvousměnný provoz Modernizace strojového parku Nahrazení stávajících strojů novými stroji: Modernizace stávajících strojů: Technicko ekonomické hodnocení výběr optimální varianty Metoda vícekriteriálního rozhodování [8] Metoda pořadí Specifikace vybrané varianty Projekt frézařského pracoviště Časový harmonogram rekonstrukce Nákladové hodnocení Náklady na rekonstrukci haly H Náklady na přestěhování strojů a zařízení Dokumentace projektu Hodnocení přínosů Výrobní přínosy Nákladové přínosy Sociální přínosy Souhrnné hodnocení efektivnosti výrobní investice Závěr Seznam použitých zdrojů Seznam použitých elektronických zdrojů Seznam použitých zkratek Seznam vložených příloh... 80

11 Str Úvod Změna vnějších i vnitřních podmínek vedla v řadě podniků k potřebě pružně reagovat na tyto změny. Management podniku řeší situaci na základě výsledků marketingového šetření a posouzení schopností vlastního vývoje, výroby a odbytových možností. Řešení v některých případech vede k rozhodnutí pro restrukturalizaci a reorganizaci výroby. Podobný úkol řeší v současné době i podnik TOS Kuřim OS, a.s.. Podnik je v současné době zaměřen na výrobu a dodávku obráběcích center na základě klientských specifikací. To má za následek změnu typu výroby ze sériové na kusovou výrobu. Diplomová práce je zaměřena na problematiku návrhu projektu pracoviště lehké obrobny frézařského pracoviště, soustředí se na metodiku projektování pracoviště se specifiky kusové výroby. Při návrhu jsou zohledněny zásady rozmístnění strojů, s ohledem na technickou specifikaci, organizaci, řízení a kontrolu výroby a jejich bezpečnou obsluhu, stanovení počtu a složení strojů s ohledem na druhovost a kvalitu výrobků. Návrh frézařského pracoviště lehké obrobny je metodicky zpracován ve variantách, které jsou technicko ekonomicky porovnány.

12 Str Představení firmy Firma TOS Kuřim OS, a.s. výrobce přesných obráběcích strojů zaujímá již od okamžiku svého založení významné místo v českém strojírenském průmyslu. TOS Kuřim byl od svého založení průkopníkem v zavádění nových technologií do praxe a obchodní značka firmy se stala symbolem spolehlivých a přesných obráběcích strojů s dlouhodobou životností. TOS KUŘIM - OS, a.s. leží 15 kilometrů na severozápad od města Brna. Majoritním vlastníkem TOS KUŘIM-OS, a.s. česká společnost ALTA, a.s. se sídlem v Brně. Výrobní strategie firmy je založena na nepřetržité inovaci a širokém sortimentu obráběcích strojů včetně příslušenství. Stroje jsou vybaveny komponenty světoznámých výrobců: nejnovější generací řídicích systémů a pohonů, dodávaných společnostmi Siemens, Heidenhain, Indramat, Fanuc a Selca a nejkvalitnějšími hydraulickými, pneumatickými a kontrolními prvky. Technická úroveň dodávaných strojů a rozsah sortimentu výroby staví společnost TOS KUŘIM - OS, a.s. k nejvýznamnějším výrobcům v České republice. Výrobní program TOS Kuřim OS,a.s. tvoří především: 1. Univerzální stroje ložové frézky a obráběcí centra FS (Q) frézky a obráběcí centra s posuvným stojanem FF (Q) rovinné frézky a obráběcí centra s posuvným portálem FRF (Q) frézky a obráběcí centra s posuvným stojanem po samostatném loži FU (Q) 2. Jednoúčelové stroje a automatické obráběcí linky příčně přesuvné stoly otočné stoly posuvové jednotky vyvrtávací vřeteníky frézovací vřeteníky vícevřetenové operační hlavy čelně soustružící hlavy pinolové jednotky 3D jednotky (jak s automatickou výměnou nástrojů tak i bez ní) zásobníky nástrojů portálové manipulátory

13 Str Definování pojmů Dříve než začneme popisovat současný stav výroby a jednotlivé návrhy pracoviště, je vhodné si vyjasnit některé pojmy vyskytující se v této práci. V technické veřejnosti jsou tyto pojmy jistě známé, přesto jsem uznal za vhodné pojmy uvést pro případ, že by práci četl i někdo méně zběhlý v technickém oboru a názvosloví Výroba a výrobní proces Výroba je definována jako tvorba nových výrobků, které společnost potřebuje ke své existenci a pro svůj rozvoj. Výroba probíhá v čase a prostoru a za konkrétních technických a organizačních podmínek. Výrobní proces je činnost, při které se suroviny, materiály a polotovary postupně mění ve výrobek. Výrobní proces začíná vložením materiálu a končí expedicí výrobku. Operace je souvislá nepřerušovaná práce, kterou vykonává jeden pracovník (skupina pracovníků) na určitém předmětu (skupině předmětů) na jednom pracovišti ve stanoveném rozsahu. Výrobní dávka představuje konkrétní počet součástí (polotovarů) zadávaných společně do výroby, zpracovávaných postupně (současně) na jednotlivých pracovištích. Je charakterizována jednorázovou spotřebou dávkového času. Výrobní série představuje konkrétní počet výrobků shodného konstrukčního provedení. Výrobní program dané výrobní jednotky tvoří druhy a typy výrobků vyráběných v příslušném časovém období. Výrobní program se s časem mění. Výrobní profil výrobní jednotky je dán počtem a strukturou pracovníků, strojů, zařízení a jejich organizačním uspořádáním. Tvoří tzv. věcnou strukturu výrobního procesu. Pro hospodárné fungování výrobní jednotky je nutný soulad mezi výrobním programem a výrobním profilem. [4]

14 Str Členění výroby a výrobního procesu Výrobu a výrobní proces analyzujeme z různých hledisek. Za nejvýhodnější jsou považována hlediska typu výroby a časového průběhu výroby. Typ strojírenské výroby je určován charakteristickými znaky výrobního procesu. Rozeznáváme následující typy výroby: Kusovou Sériovou o Malosériová o Střední série o Velkosériová Hromadnou výrobu Kusová výroba a její charakteristické znaky: Vyrábějí se jednotlivé výrobky, které se eventuálně opakují v delším a nepravidelném intervalu. Velká druhovost výrobků. Používá se univerzálních strojů a zařízení. Poměrně dlouhá průběžná doba výroby jednoho výrobku. Vysoká kvalifikace dělníků. Sériová výroba a její charakteristické znaky [4],[5]: Dochází k pravidelnému opakování výroby v rámci výrobní dávky. Vyrábí se vyšší počty kusů než v kusové výrobě. Existuje určitá specializace pracovišť a jejich vybavení. Stroje jsou progresivnější, často se používají NC, CNC stroje. Plánování a organizace výroby je jednodušší než u kusové výroby.

15 Str Frézování Frézování je strojní třískové obrábění vícebřitým nástrojem s geometricky definovanými břity, kde hlavní pohyb (rotační) koná nástroj a vedlejší pohyb (přísuv, posuv) obrobek. Klasicky probíhá ve třech osách, ve více než třech osách pracují více-osá obráběcí centra. Frézovací stroj se nazývá frézka, frézovací nástroj fréza. [2] Technologie frézování Z technologického hlediska se v závislosti na aplikovaném nástroji rozliší frézování válcové (frézování obvodem) a frézování čelní (frézování čelem). Obr. 2-1 Řezné síly na zubu válcové frézy [1] a nesousledné frézování; b sousledné frézování F i celková řezná síla, F ci řezná síla, F cni kolmá řezná síla, F fi kolmá posuvová síla Obr. 2-2 Čelní frézování; a symetrické, b nesymetrické [1]

16 Str Řezné podmínky K základním řezným podmínkám patří řezná rychlost vc (2-1), posuv na zub fz [mm] a v technologické praxi se také často předepisuje posuvová rychlost vf (2-2). Řezné podmínky závisí na obráběném materiál a na frézovacím nástroji.[1] Řezná rychlost v c D n = π [m/min] (2-1) [1] 1000 kde: π Ludolfovo číslo D.průměr frézy [mm] n.otáčky frézy [min -1 ] posuvová rychlost vf kde: f z posuv na zub [mm] z.počet zubů n.otáčky frézy [min -1 ] Řezné síly[1]: Válcové frézování: F c = fz z n [m/min] (2-2) [1] = i F ci = C Fc a p f x z i x sin ϕi [N] Hodnoty konstant C Fc a exponentů x jsou dané empiricky, a p šířka záběru ostří. Řezný odpor: F = k s [N/mm 2 ] s Kde: k s. měrný řezný odpor [N] s.. plocha třísky [mm 2 ] Potřebný výkon stroje: Fc vc = 60 η Pm [W] Kde: η.. mechanická účinnost stroje Charakteristické frézovací technologie: Obrábění rovinných a tvarových ploch vodorovných, svislých a šikmých. Obrábění nepravidelných ploch. Frézování drážek, šroubových drážek. Vrtání, vyvrtávání, vystružování.

17 Str. 19 Výroba závitů. Výroba ozubení. Rotační plochy Frézky Frézka je obráběcí stroj určený k obrábění, které se nazývá frézování. Frézky jsou vyráběny a dodávány ve velkém počtu modelů a velikostí, často pak s rozsáhlým zvláštním příslušenstvím. Velikost frézky určuje šířka upínací plochy stolu a velikost kužele ve vřetenu pro upnutí nástroje. Z hlediska řízení pracovního cyklu se rozlišují frézky: Ovládané ručně Řízené programově U programově řízených frézek se uplatňuje tvrdá nebo pružná automatizace. Rozdělení frézek z konstrukčně technologického hlediska: Konzolové Stolové Rovinné Speciální o nástrojařské o kopírovací o karuselové o bubnové o pro rotační frézování o na závity 2.5. Obráběcí centrum Obráběcím centrem rozumíme číslicově řízený obráběcí stroj, který: Pracuje v automatickém obráběcím cyklu.

18 Str. 20 Má možnost provádění více operací třískového obrábění na jedno upnutí. Má automatickou výměnu nástroje. Může mít automatickou výměnu obrobků. Má schopnost práce v bezobslužném provozu. Je opatřen prvky diagnostiky a monitorování stavu. Může realizovat víceosé obrábění. Může pracovat technologií vysokorychlostního, suchého či tvrdého obrábění. [3] Obráběcí centrum je obecný pojem, který je dále zpřesněn podle toho v jaké pracuje nástroj rovinně a dále pro jaký druh obrobků je centrum učeno: Rotační obrobky soustružnická centra Prizmatické obrobky všeobecně obráběcí centra [1] 2.6. Způsoby rozmisťování strojů a pracovišť V současné době rozlišujeme několik způsobů uspořádání pracovišť [5] : volné technologické předmětné modulární buňkové a jejich kombinace Volné uspořádání Stroje a pracoviště jsou seskupeny v dílně náhodně, jak ukazuje obr Zpravidla jde vidět tam, kde nebylo možno určit materiálový tok a návaznost operací. Objevuje se v prototypových dílnách, údržbových dílnách a v dílnách s kusovou výrobou. Tento způsob je z dnešního hlediska zcela nevyhovující a prakticky se od něj upustilo.

19 Str. 21 Obr. 2-3: Volné uspořádání strojů [5] Písmena značí určitý druh stroje, např. P =pily, F = frézky, S = soustruhy Technologické uspořádání Vychází z technologických postupů, kde jsou operace slučovány podle příbuznosti a stejně tak jsou stavěny i stroje. Při tomto uspořádání tvoříme skupiny stejných druhů strojů. V obrobně tak máme umístěny v jedné skupině frézky, soustruhy, hoblovky, brusky, pily atd. S tímto uspořádáním se nejčastěji setkáváme v kusové a malosériové výrobě těžkého a středního strojírenství. Strojní park a nářadí je univerzální, dělníci vyučení, kvalifikovaní. Možnosti uspořádání strojů a pracovišť jsou znázorněny na obrázku 2-4. Obr. 2-4 : Technologické uspořádání[5] Písmena značí určitý druh stroje, např. P =pily, F = frézky, S = soustruhy

20 Str Popis současného stavu výroby Strojírenská výroba v lehké obrobně probíhá na obráběcích strojích rozmístěných ve dvou lodích výrobní haly závodu TOS Kuřim OS, a.s Popis výrobní haly Tvar haly je ve tvaru obdélníku. Plocha lehké obrobny, která leží v lodích číslo 15 a 16 haly H16 a činí 4320 m 2. Šířka lodi je 24 m, délka lodi 90 m, rozteč sloupů v podélném směru je 16 m a v příčném směru je 8 m. Lodě 15 a 16 leží v hale H 16 starší zástavby, která svým stavem již nedostačuje požadovaným nárokům a uvažuje se tak o jejím nahrazení. Hala H8, H 8A, H 8B byla přistavěna k staré hale H8 jak je znázorněno na obr Hala se skládá ze 14 lodí, které mají šířku 16 m a délku 90 m. Rozteč sloupů je v příčném směru 16 m a podélném směru 8 m Typ výroby Obr. 3-1 Schematický náčrt výrobní haly. Změny v oblasti vývoje, výroby a odbytu strojírenských obráběcích strojů vedly ke změně vnitřní politiky firmy, k její restrukturalizaci a ke změně typu výroby ze sériového na současnou kusovou výrobu, přičemž převládá výroba zařízení na zakázku a to na základě individuelních potřeb a specifik požadovaných klientelou Výroba na lehké obrobně Na lehké obrobně se vyrábí výrobky malých až středních rozměrů do hmotnosti 250 kg. Výrobní sortiment se skládá z velké druhovosti a často zde probíhá také výroba na individuální zakázky mimo vlastní výrobní sortiment. Výroba probíhá v jednosměnném provozu a s vícestrojovou obsluhou.

21 Str Stávající řešení lehké obrobny V minulosti byly již stroje stěhovány a reorganizovány výrobní linky z důvodu změny výroby a redukce výrobních ploch. Změna výroby měla vliv na problematiku uspořádání výroby a strojů samotných. Současná výroba má jiné požadavky na projektování výrobního systému než předchozí výrobní program. V průběhu času také došlo ke změně výrobního sortimentu a tudíž i k potřebě změny ve struktuře výrobních strojů. Některé stroje byly vyřazovány, prodány, jiné byly ponechány v provozu a stěhovány na plochy, kde už byla zaběhnutá výroba čímž bylo stěhování a rozvrhování strojů zkomplikováno. Rozmístění strojů bylo značně ovlivněno rozmístěním stávajících strojů a prostory mezi nimi. Jednotlivé stroje často nejsou seřazeny podle požadavku výroby a zejména toku materiálu. Jak je znázorněno na obr. 3-2 jsou stroje dle technologie rozmístěny různě po obrobně a materiál tak musí často složitě putovat. Obrobky zpravidla putují prvně na soustružení případně frézování a odtud pak na vrtání a broušení. Uspořádání lehké obrobny je zobrazeno na výkrese 08-F0-M , který je vložen jako příloha A. Mezi stroji jsou také rozmístěny sloupcové jeřáby k přemisťování břemen, regály, skříňky, stohy palet dále se na ploše rozkládají rýsovací desky, kontrolní stanoviště, mezisklady, kancelář mistra a plánování. V současné době se v lehké obrobně nachází velký počet strojů mezi, kterými jsou i stroje nezpůsobilé provozu (odstavené). Rozmístění strojů odpovídá kombinaci mezi volným uspořádáním a technologickým uspořádáním. Dále se bude diplomová práce zabývat zejména frézovacími stroji.

22 Str. 24 Brusky Vrtačky a vyvrtávačky Frézky Soustruhy Ozubárenské stroje Stroje na ostření nástrojů Obr. 3-2 Rozmístění strojů v lehké obrobně.

23 Str Analýza strojového parku frézařské pracoviště Na pracovišti lehké obrobny se nachází 20 frézek zařazených do výroby. Frézky jsou převážně starší výroby datující se mezi lety Z konstrukčně technologického hlediska (viz. kapitola 2.4) jsou na obrobně frézky: Konzolové Rovinné Speciální Z rozměrového hlediska rozdělujeme stroje dle obrysu na: Mále stroje s obrysem cca 800x1500 mm Velké stroje, jejichž jeden rozměr převyšuje 3500 mm [5] U strojů s posuvnými částmi je nutné také započítat k rozměru stroje i rozsah těchto částí. Mezi velké stroje se řadí následující frézky typu: FGSV 50, FA5BV, FD40V, FA5BU. Mezi malé stroje se neřadí žádná z přítomných frézek. Ostatní frézky jsou středních rozměrů Konzolové frézky Charakteristickou částí těchto strojů je výškově přestavitelná konzola po vedení stojanu. Po konzole se pohybuje příčný stůl s podélným pracovním stolem. Tato kombinace pohybů umožňuje přestavování obrobku upnutého na pracovním stole ve třech pravoúhlých souřadnicích vzhledem k nástroji. Z hlediska přínosů nasazení a výběru jsou konzolové frézky vhodné pro: frézování rovinných ploch frézování tvarových ploch u menších a středně velkých obrobků v kusové a malosériové výrobě

24 Str. 26 Vyrábějí se ve třech základních variantách: 1. konzolové frézky svislé 2. konzolové frézky vodorovné 3. konzolové frézky univerzální frézky Konzolové frézky vodorovné Konzolové frézky vodorovné mají osu pracovního vřetena vodorovnou, rovnoběžnou s plochou podélného stolu a kolmou na směr pohybu podélného stolu. Z hlediska přínosů nasazení a výběru jsou vodorovné frézky vhodné pro: Frézování ploch rovnoběžných s upínací plochou stolu. Drážky a tvarové plochy. Pracuje se na nich nejčastěji válcovými a kotoučovými frézami a frézami tvarovými. Frézovací trn může být podepřen v jednom nebo ve dvou opěrných ložiskách. [1] Název: Frézka vodorovná Výrobce: Zbrojovka Typ: F 5 J Počet: 1 kus Šířka stolu: 400 mm Délka stolu: 1700 mm Konzolové frézky univerzální Obr. 4-1 Konzolové frézky univerzální se liší od konstrukce vodorovných frézek tím, že jejich podélný stůl je otočný o ± 45 na obě strany ve vodorovné rovině kolem svislé osy kolmé k upínací ploše stolu jak znázorňují obr. 4-2 a obr. 4-3.

25 Str. 27 Obr. 4-2 otočný podélný pracovní stůl [3] Obr. 4-3 frézování zubové mezery válcové frézy[3] Název: Frézka univerzální Výrobce: TOS Olomouc Typ: FA 3 U Počet: 1 kus Šířka stolu: 250 mm Délka stolu: 1250 mm Kužel: Mo 4 Obr. 4-4 Název: Frézka konzolová univerzální Výrobce: TOS Kuřim Typ: FA 5 BU Počet: 1 kus Šířka stolu: 450 mm Délka stolu: 2000 mm Kužel: strmý 50 Obr. 4-5

26 Str Konzolové frézky svislé Konzolové frézky svislé mají osu pracovního vřetena kolmou k upínací ploše stolu. Pracovní vřeteno je uloženo buď ve svislé hlavě připevněné na stojanu frézky, nebo přímo ve stojanu. Svislá hlava se dá natáčet o ± 45. Vřeteno bývá svisle přestavitelné. Z hlediska přínosů nasazení a výběru jsou svislé konzolové frézky vhodné pro: Frézování rovinných ploch rovnoběžných apod. Používají se k tomu čelní frézy upnuté na krátkém trnu, nebo frézy s kuželovou stopkou, upínané přímo do kužele vřetena, nebo s válcovou stopkou, upnuté do sklíčidla. [1] Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Olomouc Typ: FGS 25 Počet: 1 kus Šířka stolu: 320 mm Délka stolu: 1000 mm Kužel: ISO 40 Obr. 4-6 Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Kuřim Typ: FD 40 V Počet: 1 kus Šířka stolu: 560 mm Délka stolu: 1800 mm Kužel: strmý 50 Obr. 4-7

27 Str. 29 Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Olomouc Typ: FA 3 AV Počet: 1 kus Šířka stolu: 300 mm Délka stolu: 1375 mm Kužel: strmý 50 Obr. 4-8 Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Kuřim Typ: FA 4 V Počet: 1 kus Šířka stolu: 315 mm Délka stolu: 1600 mm Kužel: ISA 50 Obr. 4-9 Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Kuřim Typ: FB 32 V Počet: 2 kusy Šířka stolu: 315 mm Délka stolu: 1250 mm Kužel: strmý 50 Obr. 4-10

28 Str. 30 Název: Frézka svislá Výrobce: Zbrojovka Typ: F 4 S Počet: 1 kus Šířka stolu: 320 mm Délka stolu: 1300 mm Kužel: Metrický 40 Obr Název: Frézka svislá Výrobce: Zbrojovka Typ: F 5 S Počet: 1 kus Šířka stolu: 400 mm Délka stolu: 1700 mm Kužel: Metrický 50 Obr Název: Frézka konzolová svislá Výrobce: TOS Kuřim Typ: FGSV 50 Počet: 1 kus Šířka stolu: 500 mm Délka stolu: 1800 mm Kužel: ISO 50 Obr. 4-13

29 Str. 31 Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Olomouc Typ: FA 4 AV Počet: 1 kus Šířka stolu: 350 mm Délka stolu: 1600 mm Kužel: strmý 50 Obr Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Kuřim Typ: FV 32 Počet: 1 kus Šířka stolu: 300 mm Délka stolu: 1375 mm Obr Název: Frézka svislá Výrobce: TOS Kuřim Typ: FA5BV Počet: 1 kus Šířka stolu: 450 mm Délka stolu: 2000 mm Kužel: strmý 50 Obr. 4-16

30 Str Rovinné frézky Patří mezi nejvýkonnější druh frézek. Rovinné frézky jsou robustní konstrukce. Jsou vhodné v kusových a malosériových výrobách, uplatňují se však dobře i v sériové výrobě. Z hlediska přínosů nasazení a výběru jsou svislé konzolové frézky vhodné pro: Obrábění těžkých obrobků. o frézovacími hlavami obrábění vodorovných, svislých a šikmých ploch o stopkovými frézami frézování úzkých ploch a drážek U rovinných frézek má pracovní stůl jeden stupeň volnosti, pohybuje se pouze v jednom vodorovném směru. [1] Název: Frézka rovinná Výrobce: TOS Kuřim Typ: FRL 5 Počet: 1 kus Šířka stolu: 500 mm Délka stolu: 2000 mm Poznámka: dvouvřetenová 4.3. Speciální frézky Obr Konstrukce tohoto typu frézek je přizpůsobena druhu práce, která má být na nich vykonávána.

31 Str Frézky na drážky Název: Frézka na drážky Výrobce: NDR Typ: FNS 36 Počet: 1 kus Šířka stolu: 200 mm Délka stolu: 500 mm Délka drážky: 500 mm Obr Nástrojářské frézky Tyto frézky jsou na obrobně používány pro přesné vrtání. Jsou vybaveny přesným odměřování a vyznačují se vysokou přesností obrábění. Mají pracovní stůl posuvný v podélném i svislém směru a současně otočný kolem svislé a vodorovné osy rovnoběžné s vřetenem stroje. [1] Název: Frézka nástrojářská Výrobce: DECKEL Typ: FP 2 Počet: 1 kus Šířka stolu: 240 mm Délka stolu: 830 mm Kužel: ISA 40 Obr. 4-19

32 Str. 34 číselná indikace Obr Název: Frézka nástrojářská Výrobce: TOS Čelákovice Typ: FNGJ 32 Počet: 1 kus Šířka stolu: 400 mm Délka stolu: 800 mm Kužel: ISO 40 Poznámka: Název: Frézka nástrojářská Výrobce: TOS Kuřim Typ: FNK 25 Počet: 1 kus Šířka stolu: 290 mm Délka stolu: 1250 mm Kužel: ISA 30 Poznámka: číselná indikace Obr Další parametry a data o frézkách jsou uvedeny v tabulce Náklady na hodinu stroje Cena hodiny práce na stroji se vypočítá jako součet amortizačních a variabilních nákladů. Náklady na výrobní stroj mají významný vliv na ceně konečného výrobku. [2] Hodinová cena stroje Nc: N C = N A + N V [Kč/hod] (2-1) Kde: N A amortizační náklady N V variabilní náklady

33 Str. 35 Do variabilních nákladů se započítávají sazby za energie: elektřina, stlačený vzduch, plyn, voda, chladící kapaliny, oleje, vytápění a náklady na operátora výrobního zařízení. n N v = N i i= 1 [Kč] Amortizační náklady se skládají z nákladů na pořízení stroje společně s náklady na jeho přepravu následnou montáž a ustavení. V případě náhrady za starý stroj se do variabilních nákladů přidá položka případného zisku z prodeje starého stroje. N A = I S + N T EŽ M P E S Pr od [Kč/hod] (2-2) kde: I S cena nového stroje N M náklady na přepravu a montáž stroje P Prod cena prodaného starého stroje T EŽ technicko-ekonomická životnost časový fond stroje E S Efektivní časový fond stroje se získá ze vzorce 5-3.

34 Str. 36 Tab. 4-1 Technická data strojů

35 Str Návrhy variant řešení Na základě specifikace typu výroby, výrobním profilu, pracovišť a strojů pro výrobu nerotačních dílců (kapitoly 3 a 4) jsem provedl koncepční návrhy frézařského pracoviště. Specifika: kusová výroba velká druhovost součástek konvenční stroje frézky U zakázkové výroby nepřichází v úvahu, aby se s každým novým výrobkem reorganizovala výroba. V kusové výrobě se sice vyrábí malé množství výrobků, ale velké druhovosti. Je zde obvyklé technologické uspořádání strojů a zařízení. To znamená, že rozmístění strojů musí být optimalizováno tak, aby bylo hospodárné pro různé výrobky a různé technologické postupy. Nebezpečí není v množství výrobků, ale různorodosti pohybu výrobků, materiálu, přípravků a dokumentace výrobním procesem. [2] Ve variantách se zaměřuji převážně na různé konfigurace rozmístění strojů a výběru strojů. Tyto varianty lze rozdělit podle zvolených strojů na: ponechání všech strojů optimalizaci počtu strojů modernizace strojového parku 5.1. Nové prostory pro lehkou mechaniku Prostor pro nové frézařské pracoviště, vyčleněný firmou TOS Kuřim OS, a.s. se nachází v hale H8 a lodích č. 2 až 4 a je zobrazena na obrázku 3-1 v kapitole 3. V hale je také umístěna těžké mechanika. Původně se v uvedeném prostoru nacházel objekt IVÚ (integrovaný výrobní úsek). Z důvodů uvedených v kapitole 3 je dřívější výroba v současné době odstavena a objekt IVÚ byl odstaven. Objekt IVÚ má přibližnou rozlohu 2700 m 2 a příslušnou zástavbu s místnostmi vhodnými k využití pro plánování, řízení a kontrolu o ploše 240 m 2. Tato diplomová práce řeší přemístění a optimalizaci frézařského pracoviště, pro niž je výše uvedená rozloha pro současný typ výroby postačující. Na zbylé pracoviště budou vyhrazeny další prostory kolem IVÚ, které nejsou zatím přesně definovány.

36 Str Ponechání všech stávajících strojů Při posuzování variant se jedná o aplikaci zásad pro rozmisťování strojů a projekčního navrhování jejich uspořádání. Při rozmisťování strojů je zpravidla snaha o efektivní využití plochy, při dodržení technických požadavků na pracoviště, stroje a norem, které jsou stanoveny z hlediska bezpečnosti a hygieny. Normy: ČSN Výrobní průmyslové budovy předpisy pro rozmisťování strojů a zařízení ČSN Manipulace s materiálem ČSN EN 1050 bezpečnost strojních zařízení ČSN EN 349 ergonomie ČSN EN 294, ČSN EN 811 opatření pro zamezení vzniku rizik při práci na pracovišti, ochranné a bezpečnostní prvky Vyhláška č. 246/2001 Sb. O požární ochraně - požární ochrana Zásady rozmísťování strojů V dispozičním řešení se zakresluje stroj s jeho krajními rozměry včetně krajních poloh pohybujících se částí. Rozdělení strojů dle jejich rozměrů je uvedeno v kapitole 4. Operátor stroje je znázorněn jako kolečko, přičemž bílá půlka značí jeho čelo a černé půlka označuje zadní stranu hlavy. Vzdálenosti mezi jednotlivými stroji a zařízeními: Obr. 5-1: (a) stroje za sebou, (b) čelem k sobě, (c)zadními stěnami k sobě, (d)bočními stěnami k sobě [5]

37 Str. 39 Obr. 5-2: vícestrojová obsluha [5] Obr. 5-3: vzdálenosti od dopravních cest [5] Obr. 5-4: vzdálenosti od stěn: (a) mezi strojem a stěnou je pracovník, (b) stroj je bokem ke stěně, (c)pohyblivá část stroje u stěny [5]

38 Str. 40 Obr. 5-5: Rozmístění strojů u sloupů [5] Rozmístění frézek je možno provést mnoha způsoby některé jsou uvedeny na obrázku 5-6. Rozmístění frézek: Obr. 5-6: (a) až (d) Rozmístění frézek [5] Na obrázku 5-7 je znázorněno situování čtyř frézek tak, aby jeden pracovník mohl ze středu obsluhovat 4 pracoviště. Musí se však počítat s dostatečným odkládacím prostorem.

39 Str. 41 Obr. 5-7: Rozmístění frézek s otočným jeřábem [5] Varianta č. 1 Varianta je odvozena od volby skupinové technologie. Je to technika, která umožňuje obrobky vyráběné kusově nebo malosériově vyrábět s podobnými efekty jako při sériové výrobě. K tomuto účelu jsou z výrobního programu specifikovány takové díly, které pro podobnost velikostí, tvaru, tvarových prvků nebo pracovního postupu potřebují tytéž výrobní prostředky a je možno je vyrábět při jednom skupinovém seřazení strojů a nářadí. Stroje jsou podle podobnosti velikosti pracovního stolu, vlastností a profesí rozděleny do tří skupin: velké frézky střední přesné nástrojařské frézky Návrh rozmístění (obr. 5-8) vychází z rozložení haly, ostatní výroby v hale, vlastností a požadavků jednotlivých strojů. Na levé straně jsou umístěny velké stroje, které se vyznačují vysokou tuhostí a menšími náchylnosti na okolní vibrace. Umístění na levé straně jsem zvolil s ohledem na další výrobu v hale, kde je umístěna těžká mechanika, s kterou tyto sousedí. Tato volba upřednostňuje umístění menších strojů postupně směrem na pravou stranu. Přičemž na konci jsou umístěny malé nástrojařské frézky, které jsou používány pro přesné vrtání. Tyto frézky dosahují velké přesnosti a jsou náchylné na vibrace od vedlejších strojů. Z tohoto důvodu jsou odděleny pomocí komunikace od ostatních strojů, aby byly přesným strojům zajištěné vhodné podmínky pro jejich využití.

40 Str. 42 Z bezpečnostního hlediska se hromadné komunikace pro pracovníky dimenzují dle minutové frekvence osob. do 100 osob/min nejmenší šířka cesty 1200 mm do 300 osob/min nejmenší šířka cesty 1800 mm nad 300 osob/min nejmenší šířka cesty 2400 mm Komunikace pro přepravu břemen se volí na šířku dopravního vozíku a zvětšuje se o 600 mm po obou stranách. Rozmístění strojů se zaměřuje na bezpečný odstup strojů od sloupů minimálně 600 mm a od stěn mm. Odstupy od stěn a pohyblivých částí strojů jsou 1200 mm. Dále je kladen důraz na: pohodlnou práci na strojích bezpečnost práce volnost pohybu dělníků pohyb dopravních prostředků místo pro skládku materiálu i hotových součástí Rozmístění je zobrazeno na následujícím obrázku: Obr.:5-8: Typové označení strojů -1 - FRL 5, 2 - FGS 25, 3 - FD40V, 4 - FA5BV, 5 - FGSV50, 6 - FA5BU, 7 - F5S, 8 - F5J, 9 - FA3AV, 10 - FB32, 11 - FB32V, 12 - FV32, 13 - FA4AV, 14 - FA4AV, 15 - FA3U, 16 - FNS36, 17 - F4S, 18 - FNK25, 19 - FNGJ 32, 20 - FP 2

41 Str Odvozené varianty Další dvě navrhované varianty jsou odvozené od předchozí č.1. a) Odvozená varianta 1.1 Zde je zachovaná skupina velkých strojů na levé straně jako v první variantě. Ve druhé skupině jsou stroje FB32, FB32 V a 2x FA4AV pootočeny o úhel 45 stupňů a místem pro obsluhu k sobě. Tím vznikne hnízdo frézek podobných parametrů což je výhodné z hlediska nástrojářského hospodářství a polotovary podobných tvarů jsou také dopravovány na stejné místo. Dále je tímto ušetřen jeden sloupcový jeřáb a také je zde viditelná úspora zastavěné plochy oproti předešlé variantě. Do třetí skupiny strojů oddělené komunikací jsou k nástrojařským frézkám přidány menší frézky, které neohrozí přesnost těchto frézek. Obr.:5-9: Typové označení strojů -1 - FRL 5, 2 - FGS 25, 3 - FD40V, 4 - FA5BV, 5 - FGSV50, 6 - FA5BU, 7 - F5S, 8 - F5J, 9 - FA3AV, 10 - FB32, 11 - FB32V, 12 - FV32, 13 - FA4AV, 14 - FA4AV, 15 - FA3U, 16 - FNS36, 17 - F4S, 18 - FNK25, 19 - FNGJ 32, 20 - FP 2 b) Odvozená varianta 1.2 V této variantě zůstává zachován princip rozmístění podle velikosti stroje tak jako u předchozích variant. Frézky jsou však posunuty o 30 stupňů vůdčí podélné komunikaci. Rýsovací deska ( RD ) je umístěna tak, že je dostupná pro dva sloupové jeřáby a umožňuje tak použití pro pět přiléhajících strojů. Ostatní stroje jsou pak pootočeny a rozmístěny podélně s komunikací což přineslo další úsporu místa. Stroje jsou přehledně rozmístěny a je k nim dobrý

42 Str. 44 přístup což zabezpečuje vhodné podmínky pro zásobování strojů polotovary, nástroji a třískové hospodářství. Šikmé umístění snižuje nebezpečí ohrožení sousedících pracovišť odletujícími třískami. Obr.:5-10: Typové označení strojů -1 - FRL 5, 2 - FGS 25, 3 - FD40V, 4 - FA5BV, 5 - FGSV50, 6 - FA5BU, 7 - F5S, 8 - F5J, 9 - FA3AV, 10 - FB32, 11 - FB32V, 12 - FV32, 13 - FA4AV, 14 - FA4AV, 15 - FA3U, 16 - FNS36, 17 - F4S, 18 - FNK25, 19 - FNGJ 32, 20 - FP 2 Dílčí hodnocení varianty - ponechání všech strojů: Zajištění pohodlné práce na strojích, dostatečného prostoru a dále zavedení rozmístění do technologických buněk v nových prostorech znamenají následující přínos oproti předchozímu stavu: zvýší podmínky pro bezpečnou práci zpřehlednění plánování, řízení a kontrola výroby kvalita výrobku lepší vlastnosti podlahy snižující vibrace zastupitelnost strojů možnost vícestrojové obsluhy efektivnější třískové hospodářství světelné podmínky manipulace mezi stroji a okolo strojů podmínky pro údržbu dostatečná kapacita výroby i při nárůstu objemu výroby (zakázek)

43 Str. 45 při havárii některého stroje je možná zastupitelnost stroje a neohrozí se tak termíny dodání Nevýhody varianty ponechání všech frézek: velká disproporce vytížení strojů viz tabulka 5-2 prostorová náročnost vyšší náklady na provoz pracoviště náklady na údržbu nedostatek kvalifikované obsluhy na některé stroje 5.3. Optimalizace počtu strojů Varianta vychází z požadavku výběru a nasazení potřebných strojů k tomu, aby byla zachována požadovaná výroba, kapacity a stroje byly co nejvíce využity při dodržení principu hospodárnosti. Při volbě obráběcích strojů se musí přihlížet k tomu, aby byly splněny technologické požadavky, které jsou kladeny konstrukcí na : přesnost rozměrů tvar a kvalitu povrchu obráběné součásti Ze strojů, které odpovídají uvedeným požadavkům pak volíme ty, které splňují následující podmínky: hlavní rozměry a pracovní možnosti odpovídají rozměrům obráběných součástí výrobní kapacita je ve shodě s počtem součástí vyráběných za rok náklady na provozní hodinu jsou nejnižší spotřeba času pro obrábění je nejmenší pracovní možnosti a výkon je maximálně využit Především se však využívá ze strojů, které jsou k dispozici. Z hlediska požadavků na přesnost obrábění platí, že čím jsou vyšší, tím je zpravidla:

44 Str. 46 dražší obráběcí stroj delší doba obrobení potřebné plochy vyšší kvalifikace obsluhy (platí u univerzálních, konvenčních strojů) Výběr výrobního zařízení se řídí vzorcem: Pj tij Mi = (5-0) h u Kde: Mi počet strojů daného typu Pj skupina součástí t ij. doba zpracování h. Hodinová kapacita pro jeden stroj u. Koeficient využití stroje Přínosy, kterých by se mělo dosáhnout: snížení nákladů na údržbu zvýšení využití strojů vyšší efektivita výrobního systému Vytíženost strojů Na lehké obrobně se vyrábí výrobky velké druhovosti, proto není možné vytvořit součástkovou základnu. V návrhu tedy vycházím převážně ze stávajících strojů, profesí a dostupných podkladů o využití strojů v letech 2005 a Pro zjištění možných přesunů, jiných opatření a hodnocení slouží rozbory vytíženosti strojů a profesí. Vytíženost strojů v provozu lehké mechaniky frézky Vytíženost byla stanovena za období leden až prosinec roků 2005 a Další kritéria jsou: uvažováno 228 pracovních dní za rok 1 den 7,5 hod fond pracovní doby za rok = 1710 Nh/rok Hodnoty vytížení jsou uvedeny dle profesí a typu strojů, na kterých se provádí dané profese a zobrazeny v tabulkách 5-1 a 5-2. Procentuální hodnota vytížení je počítána dle vzorce (5-1).

45 Str. 47 ts η st = 100 [%] (5-1) E r Kde: η st.vytížení stroje [%] t s...čas práce na stroji [Nh/rok] E r efektivní časový fond [Nh/rok] Roční efektivní časový fond je počítán dle vzorce 5-2 [ hod rok ] E r PD PS PH / = (5-2) Kde: PD..počet pracovních dní v roce PS..počet směn PH..počet pracovních hodin za den U strojů je však nutné počítat s tím, že stroj bude odstaven z důvodů jeho údržby a opravy. Bylo zjištěno, že z celkového ročního počtu pracovních dnů bývá stroj 12 dnů odstaven z důvodů plánované opravy a údržby a 3 dny z důvodů poruchy ( neplánované opravy ),což činí asi 6 % z celkového počtu pracovních dnů. U složitých a velkých strojů dosahuje tato hodnota 10 %. E s = E 0,04 0,08) E r ( (5-3) Kde: E s.efektivní časový fond stroje [h/rok] při jedné směně Vytížení profesí se vypočítá jako součet vytížení strojů dané profese viz. tabulka 5-1.

46 Str. 48 TABULKA PROFESÍ - VYUŽITÍ Profese Využítí profese za rok 2005 [Nhod] Využítí stroje za rok 2005 [%] Využítí stroje za rok 2007 [Nhod] Využítí stroje za rok 2007 [%] ,77 18,7 307,8 18 FGS , F5J ,65 21,5 162,45 9,5 FA3U ,58 9,8 136,8 8 FA5BU ,26 0,6 940,5 55 FD40V ,75 32, FV ,4 474 Typ stroje FA3AV, FA4AV, FA4V, FB32V, FB ,76 45,6 786,6 46 F4S, F5S ,25 17,5 256,5 15 FRL ,16 9,6 153,9 9 FNS ,5 95 FP , ,5 95 FNGJ ,27 3,7 1607,4 94 FNK ,84 70,4 1402,2 82 FGSV FA5BV Legenda: Tab.5-1: Využití profesí frézky vodorovné: horizontální a univerzální 522. frézky svislé vertikální 523. frézky rovinné dvouvřetenové a portálové 531. frézky zvláštní 537. frézky nástrojařské Poznámka: Údaje v tabulce 5-1a 5-2 jsou ovlivněny jinou skladbou výroby v letech 2005 a 2007 a rozdílným počtem pracovníků v jednotlivých letech.

47 Str. 49 TABULKA STROJŮ - VYUŽITÍ Inventární číslo Název stroje Typ stroje Profese Využítí stroje za rok 2005 [Nhod] Využítí stroje za rok 2005 [%] Využítí stroje za rok 2007 [Nhod] Využítí stroje za rok 2007 [%] 322 Frézka svislá FGS ,77 18,70 307,80 18, Frézka konzolová Frézka na drážky Frézka nástrojářská Frézka nástrojářská Frézka rovinná FGSV ,84 70, ,20 82,00 FNS ,16 9,60 153,90 9,00 FNGJ ,10 51, ,50 95,00 FNK ,40 94,00 FRL ,25 17,50 256,50 15,00 62 Frézka svislá F4S ,88 22,80 342,00 20,00 37 Frézka svislá F5S ,88 22,80 444,60 26, Frézka svislá FA3AV ,20 92, ,50 95, Frézka svislá FA4AV ,10 91, ,60 96, Frézka svislá FA4V ,20 92, ,60 96, Frézka svislá FB32V ,20 92, ,40 94, Frézka konzolová univerzální FA5BU ,58 9,80 136,80 8, Frézka svislá FB ,10 91, ,30 93, Frézka svislá se syst.ns320 Frézka univerzální FD40V ,26 0,60 940,50 55,00 FA3U ,65 21,50 162,45 9,50 14 Frézka svislá FV ,75 32,50 684,00 40, Frézka nástrojářská DECKEL FP ,50 95, Frézka svislá FA5BV 1197,00 70,00 61 Frézka vodorovná F5J ,77 18, ,00 70,00 Tab.5-2: Využití strojů

48 Str Pro větší přehlednost je vytíženost strojů zobrazena ve sloupcovém grafu Graf 5-1: Vytížení strojů za rok 2005 a 2007 Z grafu 5-1 je zřetelné, že na pracovišti (viz varianta č.1) jsou nasazeny stroje, které byly v předchozích letech vytíženy méně než 20%. Jedná se následující stroje(využití je uvedeno za rok 2007): svislá frézka FGS 25 18% frézka na drážky FNS 36 9% rovinná frézka FRL 5 15% konzolová univerzální frézka FA5BU 8% frézka univerzální FA3U 9,50% Takovéto nasazení strojů z ekonomického hlediska je nevýhodné. Stroje většinu času stojí a během tohoto času jsou neproduktivní, což není záměrem nasazení stroje ve výrobě. Údaje vytížení nelze objektivizovat neboť je ovlivněno přítomností operátorů na jednotlivých strojích v průběhu uvedených let, kdy nebyli vždy operátoři k dispozici pro daný stroj Varianta č.2 optimalizace počtu strojů Při úvaze snížení strojů se bude uvažovat o vyřazení málo vytěžovaných strojů a přenesení výroby z těchto strojů na jiné stroje. Přesun výroby se bude opírat o podobnost profesí, které souvisí s konstrukcí strojů a jejich parametry.

49 Str. 51 Svislá frézka FGS 25 inventární číslo (dále jen i.č.) 322 s využitím 18%. Rozměry pracovního stolu frézky jsou 320x1000 mm. Výrobu navrhuji přesunout na stroj, který je schopen obrobit součástky vyráběné na tomto stroji. Možné náhrady za FGS 25: svislá frézka F4S (i.č. 62) rozměry pracovního stolu 320x1300mm vytížení 20 % svislá frézka F5S (i.č. 37) rozměry pracovního stolu 320x1700mm vytížení 26 %. Navrhované stroje jsou málo vytížené a výrobu z frézky FGS 25 pokryjí. Jedná se o stejný typ frézek, jejich konstrukce zajišťuje stejné operace a vhodnou záměnu strojů. Vzhledem k nízkému vytížení frézek F4S a F5S a jejich stejné profesi (viz. Tab. 5-2) je možné sloučit výrobu z těchto strojů pouze na jeden z nich. Z hlediska velikosti pracovního stolu frézek je vhodnější přemístit výrobu na frézku F5S, která pokryje větší sortiment vyráběných součástí. Po přenesení výroby z frézek FGS 25 a F4S na frézku F5S by vytížení této frézky bylo cca 65%, což je výhodnější než stávající stav nasazení těchto strojů. Frézky FGS 25 a F4S tak mohou být vyřazeny a ušetří se tak náklady na jejich provoz, servis a opravy. Z případného prodeje je možný peněžní příjem. Dále se také projeví úspora pracovního prostoru. Z vytížení strojů také vychází, že stroje zahrnuté v profesi 5226 jsou vytíženy až ke stu procent. Frézky profese 5226 jsou podobných parametrů jako zmiňované stroje F4S, F5S. Optimální tedy je ponechání frézek F4S, F5S a výrobu z frézek profese 5226 rozšíříme i na tyto frézky. Tímto zůstane zachována kapacita pro pokrytí případného nárůstu výroby. Konzolová univerzální frézka FA5BU, i.č. 249, vytížení 8% a rozměry pracovního stolu 450x2000 mm. Posuvové ústrojí je poháněno samostatnými elektromotory. Frézka FA5BU má vodorovné pracovní vřeteno, otočný pracovní stůl a je vybavena dělícím přístrojem. Frézka se nedá nahradit, žádným jiným strojem z lehké obrobny. Vzhledem k nízkému vytížení není výhodné stroj držet. Výroba se odkáže na vnitřní kooperaci na pracoviště těžké obrobny. Univerzální frézka FA3U, i.č. 449, vytížení 9,50% a rozměry pracovního stolu 250x1250 mm. Má otočný podélný stůl o ± 45 na obě strany ve vodorovné rovině kolem svislé osy kolmé k upínací ploše stolu a je vybavena dělícím přístrojem. Ve strojovém parku není vhodná náhrada za univerzální frézku FA3U vzhledem k vlastnostem stroje. Díky univerzální hlavě, která se používá při frézování těžko přístupných, zejména šikmých ploch je stroj obtížně nahraditelný. Ponechat stroj pro zachování druhovosti výroby a nezávislosti na vnější kooperaci.

50 Str. 52 Frézka na drážky FNS 36, i.č.147, vytížení 9%. Patří do skupiny speciálních strojů. Drážky se však dají obrábět i na jiných typech frézek, převážně pak jsou vhodné jsou frézky vodorovné. Proto jako vhodná alternativa vzhledem k malému využití stroje připadá konzolová univerzální frézka FA3U popisovaná výše. Na vodorovné frézce, ale nelze obrobit T drážku, provedení těchto operací navrhuji přemístit na svislou frézku F4S. Rovinná dvouvřetenová frézka FRL 5 i.č. 249, vytížení 15% a rozměry pracovního stolu 500x2000 mm. Stroj je využívaný pro výkonné frézování větších obrobků. Díky svým schopnostem obrobit velké součástky patří ke klíčovým strojům obrobny. Stroj není nahraditelní žádným ze strojů lehké mechaniky. Frézku navrhuji zachovat. Vytížení po optimalizaci strojů v jednosměnném provozu je následující viz. graf 5-2. Graf 5-2:Vytížení strojů Rozmístění strojů podle předchozí varianty 1.3, po vyčlenění strojů s nízkou vytížeností (FGS 25, FA5BU, FNS 36), znázorňuje obr

51 Str. 53 Obr.:5-11:Typové označení strojů- 1 - FRL 5, 3 - FD40V, 4 - FA5BV, 5 - FGSV50, 7 - F5S, 8 - F5J, 9 - FA3AV, 10 - FB32, 11 - FB32V, 12 FV32, 13 - FA4AV, 14 - FA4AV, 15 - FA3U, 17 F4S, 18 - FNK25, 19 - FNGJ 32, 20 - FP 2 Tato varianta ponechává všechny výhody z varianty rozmístění strojů 1.3 a navíc vyřazením nevytížených strojů FGS 25, FA5BU, FNS 36 přináší další úsporu pracovní plochy. Dílčí hodnocení varianty - optimalizace počtu strojů: Výhody Nevýhody: zvýší se vytížení strojů zvýší se úspory na provoz pracoviště sníží se náklady na zřízení pracoviště menší prostorová náročnost možné příjmy z prodeje nepotřebných strojů při havárii strojů ohrožení konečných termínů omezený nárůst kapacity výroby v jedné směně Odvozená varianta 2.1 optimalizace počtu strojů - dvousměnný provoz Zavedení druhé směny se nasazuje při velkém vytížení strojů a to převážně ve velkosériových a hromadných provozech. V podmínkách kusové výroby TOS Kuřim OS, a.s. můžeme uvažovat o dvousměnném provozu pouze pro profesi 5226, která sdružuje obsluhu pěti strojů, je vysoké vytížení viz. tabulka 5-1. Pro vyšší přehlednost je tabulka 5-1 zpracována do grafu 5-3.

52 Str. 54 Graf 5-3: Vytížení profesí za rok 2005 a 2007 Pro získání potřebného počtu strojů na dvousměnný provoz použijeme vzorec 5-4: p pocet _ s = η [ ks] (5-4) 2 E r kde: η p... vytížení profese [Nh] Ef.. efektivní roční fond [Nh] pocet_s počet potřebných strojů Pro návrh dvousměnného provozu připadá v úvahu profese 5226, která je vytížena cca 490% ročně při jednosměnném provozu. Profese zahrnuje v současném stavu pět strojů. Potřeba strojů pro dvousměnný provoz: 8105,4 _ s = = 2, pocet 3 stroje. Tímto by odpadly dva stroje profese 5226, které jsou na pracovišti. Dále je možnost sloučit profese 5372,5373 a 5379, které zahrnují nástrojářské frézky. Na frézkách je prováděno přesné vrtání a operace jsou na nich zaměnitelné. Jejich roční využitelnost je dohromady cca 285% pocet _ s = 1, = 2 stroje. Po zaokrouhlení výpočtu dostaneme, že ve dvousměnném provozu je potřeba dvou ze tří těchto strojů. Tím dojde k úspoře jednoho stroje.

53 Str. 55 Pro výhodné využití dvousměnného provozu je však zapotřebí zapojení nejen zmíněných profesí a strojů, ale také ostatních. Provozu schopnost pracoviště není závislá pouze na obsluze strojů, ale také na pracovním personálu výdejny nářadí, údržby, kontroly atd. Také je nutno brát v potaz realizovatelnost z hlediska množství pracovní síly daného regionu. Zavedení dvousměnného provozu není v současné době výhodné Modernizace strojového parku Nahrazení stávajících strojů novými stroji: Stroje na pracovišti jsou starší výroby a od doby vzniku strojů proběhl v oblasti výrobních strojů značný pokrok, který souvisí především s vývojem nových materiálu, prvků automatizace a řízení. Konvenční stroje jsou dnes nahrazovány novými počítačem řízenými stroji tzv. CNC stroji nebo výrobními centry. Tyto stroje jsou velice výkonné, přesné a produktivní. Nasazení těchto strojů však není vhodné pro všechny typy výroby. Nové CNC stroje jsou sice výkonné, ale tomu také odpovídá cena. Nasazují se především do provozů, kde jsou plně vytíženy a to zpravidla na více směn ve velkosériových a hromadných výrobách. Po provedení analýzy výrobního programu a možnosti CNC strojů se došlo k závěru, že nasazení těchto strojů typu kusové výroby není vhodné. Modernizace strojového parku v podmínkách TOS Kuřim OS, a.s. představuje investici do výrobních strojů konstruovaných pro nasazení v kusové až malosériové výrobě. Pro frézařské pracoviště navrhuji nahradit nejvíce vytížené stroje. Jedná se o pět vertikálních frézek: FA3AV,FA4AV,FA4V a 2x FB32V s parametry uvedenými v tabulce 4-1. Výše uvedené stroje navrhuji nahradit skupinou tří strojů typu ELI 180 EVM4, dodavatel MARTIN INTERAMERICA s.r.o. Stroj je konstruován pro nasazení v kusové až malosériové výrobě. Stroj je vybaven novými prvky viz. popis, které usnadňují práci, zvyšují kvalitu výrobku a zkracují výrobní čas součásti. Deklarovaný nárůst produktivity práce oproti starým konvenčním strojům je v rozmezí 1,6 až 1,8 násobku.

54 Str. 56 Obr 5-12: Vertikální frézka ELI 180 EVM4 Stroj je ve standardu vybaven digitálním odměřováním ELBO EVM ve čtyřech osách (včetně pinoly), kuličkovými šrouby v osách X a Y. Plynulá změna otáček vřetene a pneumatické upínání vřetene. Automatický podélný a příčný posuv a rychloposuv v kuličkových šroubech, servo motory. Vertikální pohyb stolu s upravitelnou rychlostí, chlazení. Kalené broušené vodící plochy, kryt proti třískám, bezpečnostní ochrana, halogenová lampa. [10] Základní technické parametry stroje: rozměry stolu 305x1520mm posuvy os X Y Z 1020x445x460 délka x šířka x výška 1900 x 1600x 2400 příkon stroje 6 kw kužel vřetene ISO 40 diam. 105 viz. příloha C

55 Str Modernizace stávajících strojů: Modernizace v oblasti nasazení strojů není zúžena pouze na investiční pořízení nových strojů, ale v současné době se řada výrobců specializuje na výrobu přídavných prvků, kterými je možno osadit konvenční stroje. To umožňuje prodloužení jejich životnosti a zvýšení jejich užitné hodnoty. Doplněním stroje moderními prvky je možno zkrátit výrobní časy součástky o 30 až 60 %. Vyrobené součástky jsou přesnější s menším rozměrem hodnot rozměrů čímž se dosáhne užší výrobní tolerance a sníží se nároky na průběžnou kontrolu rozměrové přesnosti součástí. Na modernizaci strojů se specializují například následující firmy: Frenos s.r.o., Goos s.r.o., Kopretina s.r.o., Fermat CZ s.r.o., Ferrmax CZ s.r.o., které mají ve své nabídce následující oblasti modernizace. oblast řízení a ovládání stroje inovace vlastního stroje inovace upínání obrobku a nástrojů mechanizace manipulace s obrobkem u stroje uplatnění nových řezných materiálů u nástrojů vybavení prostředky pro slučování technologických operací vybavení stroje prvky aktivní kontroly zlepšení pracovních podmínek obsluhy stroje, vybavením a užití prostředků umožňujících zvýšení bezpečnosti a hygieny práce, ochrana životního prostředí Možnosti další inovace frézek úprava pro vícevřetenové obrábění frézování drážkových hřídelů úprava broušení ploch Modernizací strojů v podniku se dosáhne udržení konkurenceschopnosti, která spočívá v následujících bodech: snadnější přizpůsobení se přáním zákazníka nižších časů pro zpracování zakázek možností vyrábět složitější díly s novým designem vyšší přesnosti výroby nižší výrobní náklady zvýšení kvality výrobků [9]